淺議中小河流治理工程中堤防加固設計思路

【摘要】所謂的中小河流治理工程指的是中小河流的防洪減災的治理項目，其目的是提高中小河流防洪減災的能力，減少中小河流災害發生的概率。中小河流的災害對人們帶來的損失較為嚴重，無時無刻不在威脅著人們的生活。本文針對中小河流治理工程中提防加固的設計思路，對堤防加固設計方案以及堤防加固穩定性進行了分析。

【關鍵詞】中小河流治理；提防加固；加固穩定性；加固技術

1、引言

隨著地球上大自然環境的不斷惡化，越來越多的自然災害不斷侵害著人類的生活，如地震、沙塵暴、洪災、龍卷風等等。在這些自然災害中，中小河流的洪澇災害一直是人們關注的對象，國家相關人員也正在對其治理措施進行研究。隨著國家對大型河流的防汛工程的建設，大型河流的防洪減災能力明顯提高，但是卻忽略了中小型河流的防汛工程的建設，因此，中小型河流的防洪減災方面還存在諸多的安全隱患。目前，國家相關部門已經制定了相應的政策，如《全國重點地區中小型河流近期治理建設規劃》，為確保中小型河流的有足夠的防汛能力，全國各地已將中小型河流的防汛建設作為重點規劃，確保人民的生命財產安全不受到威脅。

2、堤防加固設計方案

2.1 堤身填筑設計

堤身填筑方案可采取外幫加培方案，即堤身的迎水坡用河道疏浚清挖出的砂卵石填筑防滲，這樣可以減少河道疏浚產生的需要處理的廢棄砂卵石及工程的占地面積。在堤身填筑的施工過程中，需注意斜墻的頂部需要滿足機械施工的要求，斜墻的底部厚度不得小于水頭厚度的四分之一，這兩點在《碾壓式土石壩設計規范中明確規定》。設計時可以假設黏性土的填筑厚度為1米，根據《提防工程設計規范》確定黏性土的壓實度為0.9，除了堤身砼黏性土填筑，其他的部位則利用代料土填筑，但是必須嚴格控制代料土的相對密度。堤身的填筑時需要將新老堤身的接觸部位做好防護措施，黏性土的填筑方式為分層填筑，碾壓方式為分層碾壓。堤身斷面需要滿足一下幾點指標：（一）： 堤頂設計寬度為正常為4米左右（具體根施工機械而定）；（二）：堤頂標高的確定原則為“只抬不降”，可根據每十年一遇的洪水設計水位再加0.8米確定，確保堤身有足夠的防汛能力；（三）：堤身的外坡可以按照1：1.5～2設計，具體根據工程上實際的條件（填土料的物理性能、當地地質條件）。

2.2 堤身護坡設計

堤身的護坡具體根據洪水水面線、流速的計算結果而定，其目的是為了避免洪水對堤身的沖刷導致堤身傾斜，所以，必須對堤身進行護坡處理。護坡的類型一般有現澆砼面板護坡、預制混凝土六角型試塊護坡、草皮護坡、草植物護坡等。每種類型都有各自的特點，草皮護坡一般在外灘較寬和水流速度較緩慢的堤段，其優點是施工較為簡單，施工成本較低，可以有效的防止土壤中水份的流失，缺點是其抗沖擊能力較差。混凝土六角型試塊護坡是抗沖擊能力較強，抵抗變形的能力較強，可以就地取材，施工較為方便且外觀較為美觀，唯一的不足就是在汛期洪水流速較大地段預制砼塊砌筑縫易發生滲漏，淘空預制砼塊下填筑物，使堤防外坡產生大面積變形，我縣某水庫大壩外坡治理中采用的就是混凝土六角型試塊護坡，運行一年后僅僅是由于暴雨的沖刷就使水庫大壩外坡面產生大面積變形?，F澆砼面板護坡具有現澆砼面板優點，并且避免了混凝土六角型試塊護坡變形的缺點，適用于流速較大地區。就成本來說，草植物護坡綜合了草皮護坡與預制混凝土六角型試塊護坡的優點，其成本相比于前幾種最低，現澆砼面板其次，混凝土六角型試塊護坡最高。

2.3 疏浚河床設計線確定。

中小河流治理工程中，很多需要整治段是河道、漫灘、農田隨過洪水量的不同而交替變化，而中小河流治理工程是把中小河道的行洪斷面進行規整，渠化。因此疏浚河床線不能以現有未成規則的行洪斷面做為設計依據，而是要從整個整治段河道比降，行洪空間來整體設計，基礎設計高及復蓋層填筑高的依據也要由此而定。否則的話一場洪水過后，基礎很容易掉在河道岸坡半空中，上世紀六十年代我縣青衣江河道整治初期就出現過這樣的情況。河床設計線橫斷面的線型最好是中間低，兩岸高的折線型，這樣設計的好處是汛后水流規整到河道中間，避免低水位下河流對岸坡的沖刷。

2.4 防洪堤防的堤線設計

防洪堤防的堤線的設計應根據中小型河流防洪的要求而進行設計，主要需要考慮工程所在地區的地質條件，需要根據工程周圍的建筑物位置進行綜合考慮，需要考慮河流的流動方向。堤線需要盡可能的避免不良的地質條件，堤線必須平順，堤距必須均勻，不得一會大或者一會小。

2.5 已建堤防加固設計

對已經建成的堤防需對其堤頂的高度、堤身的穩定性及其滲透性進行復核設計，對不滿足穩定要求的堤坡需要減緩護坡，對出現嚴重損壞的堤身，需要對其從新壓實，如果堤身出現較大的裂縫，需要根據要求將其開挖并從新修建，如果出現難以開挖的現象，可以采取灌漿的方式對堤身進行加固，并保證堤身有足夠的灌漿。如果出現滲漏現象，可以采取修建防滲墻的方法對其進行防滲加固。

3、堤防加固穩定性分析

3.1 滲流分析

根據工程堤身利用的迎水坡黏性土填筑方案而確定的滲透系數一般小于每秒0.0001cm，通過對滲流的計算可見，堤身斷面的滲透坡降和滲流量均滿足規定要求。堤身滲流計算表如下：

3.2 穩定分析

在工程中一般采用理正軟件和圓弧法對堤防加固進行穩定性分析，邊坡的穩定計算程序由理正軟件編制，邊坡的抗滑由圓弧法進行計算，可通過滲流的計算結果來確定邊坡的自由水面線。分析可見，在壓縮性較大的填土中，如果其水位降低將會產生附帶的空隙壓力。由于水位降低過程中存在空隙壓力且難以減小，所以在對穩定進行分析時，不考慮對空隙壓力的減少，只能采用類似的方法確定，孔隙壓力的系數可取近似值1，具體的計算公式如下：

這個公式中的h'是穩定時的水頭損失數據，h1是黏土填筑的高度，h2是沒有黏土填筑的高度，h3是土壩頂面到水面的距離，△hw是有黏土填筑時水位降低的高度，△hs是無黏土填筑時降低的高度。通過利用這個計算公式對護坡的穩定進行計算分析，可以看出，其穩定安全系數均滿足規定的要求。

4、結論

綜上所述，本文結合中小型河流的治理工程對堤防加固的技術進行了簡要的分析研究，主要從堤身填筑設計、堤身護坡設計、防洪堤防的堤線設計及已建堤防加固設計四個方面對堤防的加固設計方案進行了分析，并對堤防的穩定性進行了分析。通過上文的分析發現，我國在對堤防防洪的設計上還需要加大力度，各城市各地區需將中小河流的防洪主要關注對象，并需要制定專項資金，專門用于建設堤防防洪工程，需要根據當地實際情況因地制宜，盡可能的降低洪水災害對我們帶來的損失，確保人民的生命財產安全得到有效保證，確保國家在防洪減災方面能真真落實到位。

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